DE102011009397A1 - Composite foam, useful for soundproofing, comprises first foam layer comprising polysulfone foam and second foam layer comprising melamine-formaldehyde foam - Google Patents

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Abstract

Composite foam comprises a first foam layer (1) and a second foam layer (2), where the first foam layer comprises a polysulfone foam and the second foam layer comprises a melamine-formaldehyde foam. Independent claims are also included for: (1) producing the composite foam, comprising preparing the first foam layer and the second foam layer separately and sticking together; and (2) a sound absorption element comprising the composite foam.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundschaumstoff, umfassend eine erste Schaumstoffschicht (1) und eine zweite Schaumstoffschicht (2). Verfahren zur Herstellung und die Verwendung dieses Verbundschaumstoffs sowie Schalldämmelemente, umfassend diesen Verbundschaumstoff.The invention relates to a composite foam, comprising a first foam layer (1) and a second foam layer (2). Process for the preparation and use of this composite foam and soundproofing elements comprising this composite foam.

Geschäumte Werkstoffe besitzen gegenüber vergleichbaren kompakten oder massiven Werkstoffen in der Regel ein besseres Wärme- und Schalldämmvermögen, üblicherweise aber auch schlechtere Festigkeiten und Brandeigenschaften.Foamed materials generally have better heat and sound insulation properties than comparable compact or solid materials, but usually also poorer strength and fire properties.

Schaumstoffe auf Basis von Melamin-Formaldehydharzen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung durch Erwärmen mit Heißluft, Wasserdampf oder Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen einer treibmittelhaltigen Lösung oder Dispersion eines Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates, optional gefolgt von einem Temperschritt, sind bekannt und beispielsweise in EP-A 74 593 , EP-A 17 671 , EP-A 17 672 , WO 06/134083 , WO 01/94436 und EPA 37 470 beschrieben. Solche, in der Regel offenzellige, Schaumstoffe sind für ihre guten schall- und wärmeisolierenden Eigenschaften sowie ihr gutes Brandverhalten bekannt.Foams based on melamine-formaldehyde resins and processes for their preparation by heating with hot air, steam or microwave irradiation with foaming and crosslinking of a propellant-containing solution or dispersion of a melamine-formaldehyde precondensate, optionally followed by an annealing step, are known and, for example, in US Pat EP-A 74 593 . EP-A 17,671 . EP-A 17 672 . WO 06/134083 . WO 01/94436 and EPA 37 470 described. Such, usually open-cell, foams are known for their good sound and heat insulating properties and their good fire behavior.

Gleichermaßen sind Schaumstoffe auf Basis von Polysulfonen bekannt, beispielsweise aus DE 4 207 257 und US 4,308,352 , oder aus EP 133 051 A2 und US 5,017,522 , in denen Polysulfonschäume und Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffbahnen durch Schaumextrusion einer Mischung aus einem Polysulfon oder einem Polyethersulfon und einem flüchtigen Treibmittel beschrieben werden. Die Polysulfone zeichnen sich in der Regel ebenfalls durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und ein gutes Brandverhalten aus.Similarly, foams based on polysulfones are known, for example DE 4 207 257 and US 4,308,352 , or out EP 133 051 A2 and US 5,017,522 in which polysulfone foams and methods for producing foam sheets by foam extrusion of a mixture of a polysulfone or a polyethersulfone and a volatile blowing agent are described. The polysulfones are usually also characterized by a high temperature resistance and good fire behavior.

Zur Erzielung besserer Eigenschaftskombinationen ist die Herstellung und die Verwendung bestimmter Verbundschaumstoffe aus zwei oder mehr unterschiedlichen Schaumstoffen bekannt.To achieve better property combinations, the production and use of certain composite foams of two or more different foams is known.

So beschreibt die WO 2008/017627 beispielsweise einen Schaumstoffverbund, welcher einen Formaldehydfänger enthält und mindestens eine Schicht aus einem offenzelligen Aminoplastharzschaumstoff, insbesondere einem Melamin-Formaldehydschaumstoff, und einem Polyurethanschaumstoff enthält.That's how it describes WO 2008/017627 For example, a foam composite, which contains a formaldehyde scavenger and at least one layer of an open-cell Aminoplastharzschaumstoff, in particular a melamine-formaldehyde foam, and a polyurethane foam.

Die EP 342 480 B1 offenbart Verbundschaumstoffe aus einem elastischen Melaminharz-Schaumstoff und einem elastischen Polyimid-Schaumstoff, wobei diese Verbundschaumstoffe ein verbessertes Brandverhalten aufweisen.The EP 342 480 B1 discloses composite foams of a resilient melamine resin foam and a resilient polyimide foam, which composite foams have an improved fire behavior.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Verbundschaumstoff zu finden, der ein gutes Brandverhalten aufweist und gegenüber bekannten Verbundschaumstoffen verbesserte schalldämmende Eigenschaften besitzt.Object of the present invention was to find a composite foam, which has a good fire behavior and has over known composite foams improved sound-absorbing properties.

Demgemäß wurde der oben beschriebene Verbundschaumstoff, umfassend eine erste Schaumstoffschicht (1) und eine zweite Schaumstoffschicht (2), gefunden, wobei erfindungswesentlich ist, daß die erste Schaumstoffschicht (1) einen Polysulfon-Schaumstoff und die zweite Schaumstoffschicht (2) einen Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff umfaßt.Accordingly, the composite foam described above comprising a first foam layer (1) and a second foam layer (2) was found, it being essential to the invention that the first foam layer (1) comprises a polysulfone foam and the second foam layer (2) a melamine-formaldehyde Foam comprises.

Weiterhin wurden Verfahren zur Herstellung und die Verwendung dieses Verbundschaumstoffs sowie Schalldämmelemente, umfassend diesen Verbundschaumstoff gefunden.Furthermore, processes for the production and use of this composite foam and sound insulation elements comprising this composite foam have been found.

Der erfindungsgemäße Verbundschaumstoff besitzt sehr gute wärmedämmende Eigenschaften, ein hervorragendes Brandverhalten und gegenüber bekannten Verbundschaumstoffen verbesserte schalldämmende Eigenschaften.The composite foam according to the invention has very good heat-insulating properties, excellent fire behavior and, compared with known composite foams, improved sound-insulating properties.

Die erfindungsgemäßen Gegenstände, Verfahren und Verwendungen werden im folgenden beschrieben.The articles, methods and uses of the invention will be described below.

Der erfindungsgemäße Verbundschaumstoff umfaßt eine erste Schaumstoffschicht (1), wobei diese erste Schaumstoffschicht (1) aus einem Polysulfon-Schaumstoff besteht.The composite foam according to the invention comprises a first foam layer (1), this first foam layer (1) consisting of a polysulfone foam.

Als Polysulfon (im folgenden als „PSU” bezeichnet) im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Polymere zu verstehen, deren Wiederholungseinheiten durch Sulfongruppen der Formel (I) verknüpft sind:

Figure 00020001
For the purposes of the present invention, polysulfone (hereinafter referred to as "PSU") is to be understood as meaning all polymers whose repeat units are linked by sulfone groups of the formula (I):
Figure 00020001

Geeignete PSU sind beispielsweise Polymere mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (II), wobei R1 = Alkyl oder Aryl bedeutet: -R1-SO2- (II). Examples of suitable PSUs are polymers having repeating units of the formula (II) in which R 1 denotes alkyl or aryl: -R 1 -SO 2 - (II).

Bevorzugte PSU sind Polymere mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (III), wobei R2, R3, R4 und R5 unabhängig voneinander Aryl, insbesondere Phenyl, bedeuten: -R2-C(CH3)2-R3-O-R4-SO2-R5- (III). Preferred PSUs are polymers having repeating units of the formula (III) in which R 2 , R 3 , R 4 and R 5, independently of one another, are aryl, in particular phenyl, -R 2 -C (CH 3 ) 2 -R 3 -OR 4 -SO 2 -R 5 - (III).

Weiterhin bevorzugte PSU sind Polymere mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (IV), wobei R6 und R7 unabhängig voneinander Aryl, insbesondere Phenyl, bedeuten: -R6-SO2-R7-O- (IV). Further preferred PSUs are polymers having repeating units of the formula (IV) where R 6 and R 7, independently of one another, are aryl, in particular phenyl: -R 6 -SO 2 -R 7 -O- (IV).

Solche PSU mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (IV) werden oftmals auch Polyethersulfane (im folgenden als „PES” bezeichnet) genannt.Such PSU with repeating units of the formula (IV) are often also called polyethersulfanes (hereinafter referred to as "PES").

Weiterhin bevorzugte PSU sind Polymere mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (V), wobei R8, R9, R10 und R11 unabhängig voneinander Aryl, insbesondere Phenyl, bedeuten: -R8-O-R9-SO2-R10-R11-SO2- (V). Further preferred PSUs are polymers having repeating units of the formula (V) where R 8 , R 9 , R 10 and R 11, independently of one another, are aryl, in particular phenyl: -R 8 -OR 9 -SO 2 -R 10 -R 11 -SO 2 - (V).

Solche PSU mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (V) werden oftmals auch Polyphenylensulfone (im folgenden als „PPSU” bezeichnet) genannt.Such PSU with repeating units of the formula (V) are often also called polyphenylene sulfones (hereinafter referred to as "PPSU").

Besonders bevorzugte PSU sind solche, die im wesentlichen, d. h. zu mindestens 90 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der PSU, aus wiederkehrenden Einheiten der Formel (III) oder der Formel (IV) oder der Formel (V) aufgebaut sind, wobei alle Reste R2 bis R11 für Phenyl stehen.Particularly preferred PSUs are those which are composed essentially, ie at least 90 wt .-% based on the total weight of the PSU, of recurring units of the formula (III) or the formula (IV) or the formula (V), all R 2 to R 11 are phenyl.

Die genannten PSU sowie deren Herstellungsverfahren sind dem Fachmann bekannt, in der Literatur beschrieben und beispielsweise unter der Marks Ultrason® der BASF SE kommerziell verfügbar.The PSU mentioned as well as their methods of preparation are known in the art, described in the literature and are commercially available for example under the Marks Ultrason ® of BASF SE.

Die Herstellung von Schaumstoffen aus diesen PSU ist dem Fachmann ebenfalls bekannt und in der Literatur, beispielsweise in DE 4 207 257 , US 4,308,352 , EP 133 051 A2 und US 5,017,522 , beschrieben. Polysulfon-Schaumstoffe werden kommerziell vertrieben, beispielsweise unter der Marke Ultratect®.The production of foams from these PSU is also known to the skilled person and in the literature, for example in DE 4 207 257 . US 4,308,352 . EP 133 051 A2 and US 5,017,522 , described. Polysulfone foams are sold commercially, for example under the brand Ultratect ®.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schaumstoffschicht (1) durch ein diskontinuierliches Verfahren hergestellt werden. PES, beispielsweise in Granulatform, wird dabei mit Treibmittel, beispielsweise Methylethylketon (MEK), imprägniert und in einer beheizten Presse zu Schaumstoffblöcken aufgeschäumt. Diese Schaumstoffblöcke können anschließend zu den Schaumstoffschichten (1) geschnitten werden.In a preferred embodiment, the first foam layer (1) can be produced by a batch process. PES, for example in granular form, is impregnated with blowing agent, for example methyl ethyl ketone (MEK), and foamed in a heated press into foam blocks. These foam blocks can then be cut into the foam layers (1).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erste Schaumstoffschicht (1) in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden. Dabei wird PES zum Beispiel in einem Extruder unter erhöhter Temperatur und Druck mit Treibmittel vermischt und anschließend unter Ausbildung der ersten Schaumstoffschicht (1) extrudiert.In a further preferred embodiment, the first foam layer (1) can be produced in a continuous process. In this case, PES is mixed, for example, in an extruder under elevated temperature and pressure with blowing agent and then extruded to form the first foam layer (1).

Bevorzugt besteht die erste Schaumstoffschicht (1) aus einem Polysulfon-Schaumstoff mit einer Dichte im Bereich von 10 bis 400 kg/m3, insbesondere im Bereich von 50 bis 150 kg/m3. Die Polysulfon-Schaumstoffe zeichnen sich durch geringe Entflammbarkeit, hohe Lösemittelbeständigkeit und eine hohe thermische Stabilität, insbesondere eine Dauertemperaturstabitität von bis zu 220°C aus.Preferably, the first foam layer (1) consists of a polysulfone foam having a density in the range of 10 to 400 kg / m 3 , in particular in the range of 50 to 150 kg / m 3 . The polysulfone foams are characterized by low flammability, high solvent resistance and high thermal stability, in particular a Dauertemperaturstabitität of up to 220 ° C.

Besonders bevorzugte erste Schaumstoffschichten (1) umfassen einen Polysulfon-Schaumstoff, dessen Blasen in der Mehrzahl eine von der Kugelform abweichende und in einer Raumrichtung elongierte Form besitzen. Diese Blasenform entsteht beim Schäumvorgang durch eine Elongation der sich bildenden Blasen in Steigrichtung des Schaums, wobei das Ausmaß der Elongation der Blasen beispielsweise durch Regelung der Steiggeschwindigkeit des Schaums in weiten Bereichen variierbar ist.Particularly preferred first foam layers (1) comprise a polysulfone foam whose blisters in the majority have a shape deviating from the spherical shape and elongated in a spatial direction have. This bubble shape is formed in the foaming process by an elongation of the bubbles forming in the direction of the foam, wherein the extent of the elongation of the bubbles can be varied within wide ranges, for example by controlling the rate of rise of the foam.

Bevorzugt besteht die erste Schaumstoffschicht (1) ausschließlich aus Polysulfon-Schaumstoff, grundsätzlich kann die Schaumstoffschicht (1) aber auch andere Stoffe, beispielsweise andere Schaumstoffe oder Zusatzstoffe wie Füllmittel, in Mengen von 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der ersten Schaumstoffschicht (1), enthalten.Preferably, the first foam layer (1) consists exclusively of polysulfone foam, in principle, the foam layer (1) but also other substances, such as other foams or additives such as fillers, in amounts of 0 to 40 wt .-%, in particular 0 to 10 wt .-%, each based on the total weight of the first foam layer (1) included.

Der erfindungsgemäße Verbundschaumstoff umfaßt eine zweite Schaumstoffschicht (2), wobei diese zweite Schaumstoffschicht (2) aus einem Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff besteht.The composite foam according to the invention comprises a second foam layer (2), this second foam layer (2) consisting of a melamine-formaldehyde foam.

Schaumstoffe auf Basis von Melamin-Formaldehyd-Harzen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung durch Erwärmen mit Heißluft, Wasserdampf oder Mikrowellenbestrahlung unter Aufschäumen und Vernetzen einer treibmittelhaltigen Lösung oder Dispersion eines Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates, gefolgt von einem Temperschritt, sind bekannt und beispielsweise in EP-A 74 593 , EPA 17 671 , EP-A 17 672 und EP-A 37 470 beschrieben. Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe werden auch kommerziell vertrieben, beispielsweise von der BASF SE unter der Marke Basotect®.Foams based on melamine-formaldehyde resins and processes for their preparation by heating with hot air, steam or microwave irradiation with foaming and crosslinking of a propellant-containing solution or dispersion of a melamine-formaldehyde precondensate, followed by an annealing step, are known and, for example, in EP-A 74 593 . EPA 17,671 . EP-A 17 672 and EP-A 37 470 described. Melamine-formaldehyde foams are also sold commercially, for example, by BASF SE under the brand Basotect ®.

Bevorzugte Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe sind elastisch und haben ein offenzelliges Schaumstoffgerüst, welches eine Vielzahl miteinander verbundener, dreidimensional verzweigter Stege enthält. Der Grad der Offenzelligkeit, gemessen nach DIN ISO 4590 , liegt bei mehr als 50%, insbesondere mehr als 80%. Der mittlere Porendurchmesser in diesem Gerüst liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 1000 μm, insbesondere im Bereich von 50 bis 600 μm (d50-Wert, zahlengemittelt, bestimmt mittels Licht- oder Elektronenmikroskopie in Verbindung mit Bildauswertung). Die Dichte des Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffs beträgt in der Regel 5 bis 100 kg/m3, bevorzugt 10 bis 85 kg/m3, besonders bevorzugt 20 bis 75 kg/m3.Preferred melamine-formaldehyde foams are elastic and have an open-cell foam scaffold which contains a plurality of interconnected, three-dimensionally branched webs. The degree of open-celledness measured after DIN ISO 4590 , is more than 50%, in particular more than 80%. The average pore diameter in the tower is preferably in the range of 10 to 1000 .mu.m, in particular in the range of 50 to 600 .mu.m (d 50 value, number average, determined by light or electron microscopy combined with image analysis). The density of the melamine-formaldehyde foam is generally 5 to 100 kg / m 3 , preferably 10 to 85 kg / m 3 , particularly preferably 20 to 75 kg / m 3 .

Die Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe lassen sich beispielsweise wie folgt herstellen:

  • (1) Herstellen einer, bevorzugt wäßrigen, Lösung oder Suspension enthaltend ein Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat, eine Säure als Härter, ein Dispergiermittel und ein Treibmittel und gegebenenfalls weitere Zusatzkomponenten,
  • (2) Aufschäumen des Vorkondensates durch Erhitzen der Lösung oder Suspension aus Schritt (1) auf eine Temperatur oberhalb der Siedetemperatur des Treibmittels,
  • (3) Trocknen des aus Schritt (2) erhaltenen Schaumstoffs.
The melamine-formaldehyde foams can be prepared, for example, as follows:
  • (1) preparing a, preferably aqueous, solution or suspension comprising a melamine-formaldehyde precondensate, an acid as hardener, a dispersant and a blowing agent and optionally further additional components,
  • (2) foaming the precondensate by heating the solution or suspension from step (1) to a temperature above the boiling point of the propellant,
  • (3) drying the foam obtained from step (2).

Als Melamin-/Formaldehyd-Vorkondensate eignen sich eigens hergestellte (siehe Übersichtsschriften: a) W. Woebcken, Kunststoffhandbuch 10. Duroplaste, München, Wien 1988 , b) Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3. Aufl., Vol. 1, Kap. Amino Resins, S. 340 bis 370, 2003 , c) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Aufl., Vol. 2, Kap. Amino Resins, S. 537 bis 565. Weinheim 2003 , d) Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band 14/2, 1963, Seiten 319 bis 402 ) oder handelsübliche Vorkondensate der beiden Komponenten, Melamin und Formaldehyd. Die Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate weisen in der Regel ein Molverhältnis von Formaldehyd zu Melamin von 5:1 bis 1,3:1, bevorzugt 3,5:1 bis 1,5:1 auf.Suitable melamine / formaldehyde precondensates are custom-made (see overviews: a) W. Woebcken, Kunststoffhandbuch 10. Duroplastics, Munich, Vienna 1988 , b) Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd Ed., Vol. 1, Chap. Amino Resins, pp. 340-370, 2003 , c) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th ed., Vol. 2, chap. Amino Resins, pp. 537 to 565. Weinheim 2003 , d) Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Vol. 14/2, 1963, pages 319 to 402 ) or commercial precondensates of the two components, melamine and formaldehyde. The melamine-formaldehyde precondensates generally have a molar ratio of formaldehyde to melamine of 5: 1 to 1.3: 1, preferably 3.5: 1 to 1.5: 1.

Diese Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate können neben Melamin 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, insbesondere 0 bis 20 Gew.-% anderer Duroplastbildner und neben Formaldehyd 0 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, insbesondere 0 bis 20 Gew.-% anderer Aldehyde ein kondensiert enthalten. Bevorzugt sind unmodifizierte Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate. Als Duroplastbildner eignen sich beispielsweise Alkyl- und Arylsubstituiertes Melamin, Harnstoff, Urethane, Carbonsäureamide, Dicyandiamid, Guanidin, Sulfurylamid, Sulfonsäureamide, aliphatische Amine, Glykole, Phenol oder deren Derivate. Als Aldehyde eignen sich beispielsweise Acetaldehyd, Trimethylolacetaldehyd, Acrolein, Benzaldehyd, Furfural, Glyoxal, Glutaraldehyd, Phthalaldehyd, Terephthalaldehyd oder deren Gemische.In addition to melamine, these melamine-formaldehyde precondensates may contain from 0 to 50% by weight, preferably from 0 to 40% by weight, particularly preferably from 0 to 30% by weight, in particular from 0 to 20% by weight of other thermoset formers and in addition to formaldehyde to 50 wt .-%, preferably 0 to 40 wt .-%, particularly preferably 0 to 30 wt .-%, in particular 0 to 20 wt .-% of other aldehydes contain a condensed. Preference is given to unmodified melamine-formaldehyde precondensates. Examples of suitable thermoset-forming agents are alkyl- and aryl-substituted melamine, urea, urethanes, carboxamides, dicyandiamide, guanidine, sulfurylamide, sulfonamides, aliphatic amines, glycols, phenol or derivatives thereof. Suitable aldehydes are, for example, acetaldehyde, trimethylolacetaldehyde, acrolein, benzaldehyde, furfural, glyoxal, glutaraldehyde, phthalaldehyde, terephthalaldehyde or mixtures thereof.

Als Dispergiermittel bzw. Emulgator können anionische, kationische und nicht ionische Tenside sowie Mischungen davon eingesetzt werden. Geeignete anionische Tenside sind beispielsweise Diphenylenoxidsulfonate, Alkan- und Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Fettalkohol-sulfate, Ethersulfate, α-Sulfofettsäureester, Acylaminoalkansulfonate, Acylisothionate, Alkylethercarboxylate, N-Acylsarcosinate, Alkyl- und Alkylether-phosphate. Als nicht ionische Tenside können Alkylphenolpolyglykolether, Fettalkoholpolyglykolether, Fettsäurepolyglykolether, Fettsäurealkanolamide, Ethylenoxid/-Propylenoxid-Blockcopolymere, Aminoxide, Glycerin-fettsäureester, Sorbitanester und Alkylpolyglykoside verwendet werden. Als kationische Emulgatoren können z. B. Alkyltriammoniumsalze, Alkylbenzyldimethylammoniumsalze und Alkylpyridiniumsalze eingesetzt werden. Die Dispergiermittel bzw. Emulgatoren können in Mengen von 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat eingesetzt werden.As a dispersant or emulsifier anionic, cationic and nonionic surfactants and mixtures thereof can be used. Suitable anionic surfactants are, for example, diphenylene oxide sulfonates, alkane and alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, olefin sulfonates, alkyl ether sulfonates, fatty alcohol sulfates, ether sulfates, α-sulfofatty acid esters, acylaminoalkanesulfonates, acylisothionates, alkylethercarboxylates, N-acylsarcosinates, alkyl and alkyl ether phosphates. As nonionic surfactants, alkylphenol polyglycol ethers, fatty alcohol polyglycol ethers, fatty acid polyglycol ethers, fatty acid alkanolamides, ethylene oxide / propylene oxide block copolymers, amine oxides, glycerol fatty acid esters, sorbitan esters and Alkyl polyglycosides are used. As cationic emulsifiers z. B. Alkyltriammoniumsalze, Alkylbenzyldimethylammoniumsalze and Alkylpyridiniumsalze be used. The dispersants or emulsifiers can be used in amounts of 0.2 to 5 wt .-%, based on the melamine-formaldehyde precondensate.

Als Treibmittel eignen sich „physikalische” oder „chemische” Treibmittel ( Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. I. 3. Aufl., Kapitel Additives, Seite 203 bis 218, 2003 ). Als „physikalische” Treibmittel eignen sich, beispielsweise Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, halogenierte, insbesondere chlorierte und/oder fluorierte Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Methylenchlorid, Chloroform, Trichlorethan, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (H-FCKW), Alkohole, beispielsweise Methanol, Ethanol, n- oder iso-Propanol, Ether, Ketone und Ester, beispielsweise Ameisensäuremethylester, Ameisensäureethylester, Essigsäuremethylester oder Essigsäureethylester, in flüssiger Form oder Luft, Stickstoff und Kohlendioxid als Gase. Als „chemische” Treibmittel eignen sich, beispielsweise Isocyanate im Gemisch mit Wasser, wobei als wirksames Treibmittel Kohlendioxid freigesetzt wird. Ferner sind Carbonate und Bicarbonate im Gemisch mit Säuren geeignet, welche ebenfalls Kohlendioxid erzeugen. Auch geeignet sind Azoverbindungen, wie z. B. Azodicarbonamid. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Treibmittel in einer Menge von 0,5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,5 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat, vor. Es wird bevorzugt ein physikalisches Treibmittel mit einem Siedepunkt zwischen 0 und 80°C zugesetzt.Suitable blowing agents are "physical" or "chemical" blowing agents ( Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. I. 3rd ed., Chapter Additives, page 203 to 218, 2003 ). Suitable "physical" blowing agents are, for example, hydrocarbons, such as pentane, hexane, halogenated, in particular chlorinated and / or fluorinated hydrocarbons, for example methylene chloride, chloroform, trichloroethane, chlorofluorohydrocarbons, hydrochlorofluorocarbons (HCFCs), alcohols, for example methanol, ethanol, n- or iso-propanol, ethers, ketones and esters, for example methyl formate, ethyl formate, methyl acetate or ethyl acetate, in liquid form or air, nitrogen and carbon dioxide as gases. As "chemical" propellants are, for example, isocyanates in admixture with water, being released as an effective blowing agent carbon dioxide. Further, carbonates and bicarbonates are suitable in admixture with acids which also produce carbon dioxide. Also suitable are azo compounds, such as. B. azodicarbonamide. In a preferred embodiment, the blowing agent is in an amount of 0.5 to 60 wt .-%, preferably 1 to 40 wt .-%, particularly preferably 1.5 to 30 wt .-% based on the melamine-formaldehyde precondensate, in front. It is preferred to add a physical blowing agent having a boiling point between 0 and 80 ° C.

Als Härter können saure (acide) Verbindungen eingesetzt werden, die die Weiterkondensation des Melaminharzes katalysieren. Die Menge dieser Härter beträgt in der Regel 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,05 und 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Vorkondensat. Geeignete saure Verbindungen sind anorganische und organische Säuren, zum Beispiel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Ameisensäure, Essigsäure, Oxasäure, Toluolsulfonsäuren, Amidosulfonsäuren, Säureanhydride und Mischungen davon.Acidic compounds which catalyze the further condensation of the melamine resin can be used as hardeners. The amount of these hardeners is generally 0.01 to 20 wt .-%, preferably 0.05 and 5 wt .-%, each based on the precondensate. Suitable acidic compounds are inorganic and organic acids, for example selected from the group consisting of hydrochloric, sulfuric, phosphoric, nitric, formic, acetic, oxalic, toluenesulfonic, amidosulfonic, acid anhydrides and mixtures thereof.

Im Schritt (2) des Herstellverfahrens erfolgt das Aufschäumen des Vorkondensates in der Regel durch Erhitzen der Lösung oder Suspension des Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates, um einen Schaumstoff zu erhalten. Dazu wird die Lösung oder Suspension in der Regel auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes des verwendeten Treibmittels erwärmt und in einer geschlossenen Form verschäumt. Bevorzugt kann der Energieeintrag durch elektromagnetische Strahlung erfolgen, beispielsweise durch Hochfrequenzbestrahlung mit 5 bis 400 kW, bevorzugt 5 bis 200 kW, besonders bevorzugt 9 bis 120 kW pro Kilogramm der eingesetzten Mischung in einem Frequenzbereich von 0,2 bis 100 GHz, bevorzugt 0,5 bis 10 GHz. Als Strahlungsquelle für dielektrische Strahlung sind Magnetrone geeignet, wobei mit einem oder mehreren Magnetronen gleichzeitig bestrahlt werden kann.In step (2) of the manufacturing process, the foaming of the precondensate is generally carried out by heating the solution or suspension of the melamine-formaldehyde precondensate to obtain a foam. For this purpose, the solution or suspension is usually heated to a temperature above the boiling point of the blowing agent used and foamed in a closed mold. The energy input can preferably be effected by electromagnetic radiation, for example by high-frequency irradiation with 5 to 400 kW, preferably 5 to 200 kW, particularly preferably 9 to 120 kW per kilogram of the mixture used in a frequency range from 0.2 to 100 GHz, preferably 0.5 up to 10 GHz. As a radiation source for dielectric radiation magnetrons are suitable, with one or more magnetrons can be irradiated simultaneously.

Die hergestellten Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe werden abschließend getrocknet, wobei im Schaumstoff verbliebenes Wasser und Treibmittel entfernt wird.The melamine-formaldehyde foams produced are finally dried, whereby water and blowing agent remaining in the foam are removed.

Bei dem beschriebenen Verfahren entstehen Schaumstoffblöcke bzw. -platten, die zu Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffschichten zurechtgeschnitten werden können.In the process described foam blocks or plates are formed, which can be cut to form melamine-formaldehyde foam layers.

Bevorzugt besteht die zweite Schaumstoffschicht (2) ausschließlich aus Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff, grundsätzlich kann die Schaumstoffschicht (2) aber auch andere Stoffe, beispielsweise andere Schaumstoffe oder Zusatzstoffe wie Füllmittel, in Mengen von 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Schaumstoffschicht (2), enthalten.Preferably, the second foam layer (2) consists exclusively of melamine-formaldehyde foam, in principle, the foam layer (2) but also other substances, such as other foams or additives such as fillers, in amounts of 0 to 40 wt .-%, in particular 0 to 10 wt .-%, each based on the total weight of the second foam layer (2) included.

Die erste Schaumstoffschicht (1) und die zweite Schaumstoffschicht (2) können grundsätzlich nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren unter Ausbildung der erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe miteinander verbunden werden.The first foam layer (1) and the second foam layer (2) can in principle be connected to one another by all methods known to the person skilled in the art with the formation of the composite foams according to the invention.

Beispielsweise kann in einem ersten Verfahrensschritt eine zweite Schaumstoffschicht (2) umfassend einen Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff nach den oben beschriebenen Methoden hergestellt werden, und anschließen auf diese zweite Schaumstoffschicht (2) nach der oben beschriebenen Methode eine erste Schaumstoffschicht (1) umfassend einen Polysulfon-Schaumstoff kontinuierlich aufextrudiert werden. Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe aber hergestellt, indem die erste Schaumstoffschicht (1) und die zweite Schaumstoffschicht (2) jeweils separat hergestellt und anschließend miteinander verklebt werden. Geeignete Klebstoffe für PSU- und Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe sind dem Fachmann bekannt.For example, in a first method step, a second foam layer (2) comprising a melamine-formaldehyde foam can be produced by the methods described above, and then connected to this second foam layer (2) by the method described above, a first foam layer (1) comprising a polysulfone Foam are continuously extruded. However, the composite foams according to the invention are preferably produced by separately producing the first foam layer (1) and the second foam layer (2) and then gluing them together. Suitable adhesives for PSU and melamine-formaldehyde foams are known in the art.

Die erste Schaumstoffschicht (1) der erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 10 mm, ganz besonders bevorzugt von 1 mm bis 5 mm, auf, und die zweite Schaumstoffschicht (2) der erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 200 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 100 mm, ganz besonders bevorzugt von 10 mm bis 30 mm, auf. The first foam layer (1) of the composite foams according to the invention preferably has a thickness in the range from 0.1 mm to 20 mm, particularly preferably from 0.5 mm to 10 mm, very particularly preferably from 1 mm to 5 mm, and the second Foam layer (2) of the composite foams according to the invention preferably has a thickness in the range from 1 mm to 200 mm, particularly preferably from 5 mm to 100 mm, very particularly preferably from 10 mm to 30 mm.

Die erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe können außer einer ersten Schaumstoffschicht (1) und einer zweiten Schaumstoffschicht (2) auch weitere Schichten umfassen, beispielsweise weitere Schaumstoffschichten (1) und/oder (2), weitere Schaumstoffschichten aus anderen Schaumstoffen als PSU- und Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffen, oder aber auch Schichten aus thermoplastischen Kunststoffen oder Metallen, beispielsweise Kaschierungen. Diese weiteren Schichten können, falls vorhanden, die Außenschichten der erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe bilden, sie können aber auch zwischen der ersten Schaumstoffschicht (1) und der zweiten Schaumstoffschicht (2) angeordnet sein.The composite foams according to the invention may comprise, in addition to a first foam layer (1) and a second foam layer (2), further layers, for example further foam layers (1) and / or (2), further foam layers of foams other than PSU and melamine-formaldehyde foams , or even layers of thermoplastics or metals, such as laminations. These further layers may, if present, form the outer layers of the composite foams according to the invention, but they may also be arranged between the first foam layer (1) and the second foam layer (2).

Die erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe eignen sich insbesondere zur Schall- und Wärmedämmung in allen dem Fachmann bekannten Anwendungsgebieten, insbesondere solchen, in denen hohe Anforderungen an Wärmebeständigkeit oder Brandschutz gestellt werden, beispielsweise im Transport- oder Baubereich. Besonders gut geeignet sind die erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe zur Herstellung von Schalldämmelementen, beispielsweise in Form freihängender Decken- oder Wandelemente bzw. -verkleidungen.The composite foams according to the invention are particularly suitable for sound and thermal insulation in all fields of application known to the person skilled in the art, in particular those in which high demands are placed on heat resistance or fire protection, for example in the transport or construction sector. Particularly suitable are the composite foams according to the invention for the production of soundproofing elements, for example in the form of free-hanging ceiling or wall elements or panels.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following examples.

Beispiele:Examples:

Stoffe oder Beispiele mit vorangestelltem ”V-” sind nicht erfindungsgemäß und dienen zum Vergleich.Substances or examples preceded by "V-" are not inventive and are for comparison.

Einsatzstoffe:Starting Materials:

  • PES-1:PES 1:
    Als Polysulfonschaumstoff wurde ein aus einem Polyethersulfon (Ultrason® E der BASF SE) hergestellter und unter der Marke Ultratect® vertriebener Schaumstoff eingesetzt.As a Polysulfonschaumstoff of a polyethersulfone (BASF Ultrason ® E SE) was prepared and used marketed under the trademark Ultratect ® foam.
    MF-1:MF-1:
    Als Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff wurde ein von BASF SE unter der Marke Basotect® G vertriebener Schaumstoff eingesetzt.As a melamine-formaldehyde foam is a marketed by BASF under the trade name Basotect SE ® G foam was used.
    V-PUR-1:V-PUR-1:
    Ein handelsüblicher offenzelliger Polyurethanschaum (zum Vergleich).A commercial open-celled polyurethane foam (for comparison).

Herstellung von Verbundschaumstoffen und Messung des Schallabsorptionsgrads α:Production of composite foams and measurement of the sound absorption coefficient α:

Beispiele 1 bis 2 und Vergleichsbeispiele V-3 bis V-6Examples 1 to 2 and Comparative Examples V-3 to V-6

Aus den Schaumstoffen PES-1 und MF-1 wurde je eine Schaumstoffschicht der in Tabelle 1 genannten Dicke geschnitten, anschließend wurden diese Schichten unter Ausbildung der erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe miteinander verklebt.From the foams PES-1 and MF-1, a respective foam layer of the thickness mentioned in Table 1 was cut, then these layers were bonded together to form the composite foams according to the invention.

Der Schallabsorptionsgrad α der Verbundschaumstoffe (sowie zum Vergleich der einzelner Schaumstoffschichten) in Abhängigkeit von der Schallfrequenz wurde nach DIN EN ISO 10534-2 ermittelt und in Tabelle 1 widergegeben. Tabelle 1: Frequenzabhängiger Schallabsorptionsgrad α von Verbundschaumstoffen und Schaumstoffschichten (vorangestelltes V: zum Vergleich; „n. b.” bedeutet: nicht bestimmt) Beispiel 1 2 V-3 V-4 V-5 V-6 Schichtdicke PES-1 [mm] 1 1 - - - - Schichtdicke MF-1 [mm] 10 20 10 20 30 - Schichtdicke V-PUR-1 [mm] - - - - - 10 α (bei 100 Hz) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 n. b. α (bei 500 Hz) 0,12 0,25 0,08 0,13 0,13 n. b. α (bei 1000 Hz) 0,38 0,70 0,11 0,27 0,22 0,53 α (bei 1500 Hz) 0,60 0,91 0,14 0,37 0,49 0,78 α (bei 2000 Hz) 0,91 0,99 0,22 0,51 0,80 0,93 α (bei 3000 Hz) 0,50 0,86 0,33 0,70 0,89 0,94 α (bei 4000 Hz) 0,40 0,66 0,43 0,81 0,91 n. b. α (bei 5000 Hz) 0,40 0,50 0,50 0,86 0,89 n. b. The sound absorption coefficient α of the composite foams (as well as for the comparison of the individual foam layers) as a function of the sound frequency decreased DIN EN ISO 10534-2 determined and reported in Table 1. Table 1: Frequency-dependent sound absorption coefficient α of composite foams and foam layers (prefixed V: for comparison, "nb" means: not determined) example 1 2 V-3 V-4 V-5 V-6 Layer thickness PES-1 [mm] 1 1 - - - - Layer thickness MF-1 [mm] 10 20 10 20 30 - Layer thickness V-PUR-1 [mm] - - - - - 10 α (at 100 Hz) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 nb α (at 500 Hz) 0.12 0.25 0.08 0.13 0.13 nb α (at 1000 Hz) 0.38 0.70 0.11 0.27 0.22 0.53 α (at 1500 Hz) 0.60 0.91 0.14 0.37 0.49 0.78 α (at 2000 Hz) 0.91 0.99 0.22 0.51 0.80 0.93 α (at 3000 Hz) 0.50 0.86 0.33 0.70 0.89 0.94 α (at 4000 Hz) 0.40 0.66 0.43 0.81 0.91 nb α (at 5000 Hz) 0.40 0.50 0.50 0.86 0.89 nb

Die Beispiele belegen die sehr guten schalldämmende Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe, insbesondere im Frequenzbereich von 500 bis 3000 Hz. Gegenüber Schaumstoffen mit vergleichbarem Schalldämmvermögen, wie Polyurethanschaumstoff, besitzen die erfindungsgemäßen Verbundschaumstoffe ein deutlich besseres Brandverhalten.The examples demonstrate the very good sound-absorbing properties of the composite foams according to the invention, in particular in the frequency range from 500 to 3000 Hz. Compared with foams with comparable sound insulation properties, such as polyurethane foam, the composite foams according to the invention have a significantly better fire behavior.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (7)

Verbundschaumstoff, umfassend eine erste Schaumstoffschicht (1) und eine zweite Schaumstoffschicht (2), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaumstoffschicht (1) einen Polysulfon-Schaumstoff und die zweite Schaumstoffschicht (2) einen Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff umfaßt.Composite foam, comprising a first foam layer (1) and a second foam layer (2), characterized in that the first foam layer (1) comprises a polysulfone foam and the second foam layer (2) comprises a melamine-formaldehyde foam. Verbundschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaumstoffschicht (1) einen Polysulfon-Schaumstoff umfaßt, der durch Aufschäumen eines Polysulfons (PSU), eines Polyethersulfons (PES) und/oder eines Polyphenylensulfons (PPSU) erhältlich ist.Composite foam according to claim 1, characterized in that the first foam layer (1) comprises a polysulfone foam obtainable by foaming a polysulfone (PSU), a polyethersulfone (PES) and / or a polyphenylene sulfone (PPSU). Verbundschaumstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaumstoffschicht (1) einen Polysulfon-Schaumstoff umfaßt, dessen Blasen in der Mehrzahl eine von der Kugelform abweichende und in einer Raumrichtung elongierte Form besitzen.Composite foam according to one of claims 1 to 2, characterized in that the first foam layer (1) comprises a polysulfone foam whose bubbles in the majority have a shape deviating from the spherical shape and elongated in a spatial direction. Verbundschaumstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schaumstoffschicht (1) eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 20 mm und die zweite Schaumstoffschicht (2) eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 200 mm aufweist.Composite foam according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first foam layer (1) has a thickness in the range of 0.1 mm to 20 mm and the second foam layer (2) has a thickness in the range of 1 mm to 200 mm. Verfahren zur Herstellung eines Verbundschaumstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaumstoffschicht (1) und die zweite Schaumstoffschicht (2) jeweils separat hergestellt und anschließend miteinander verklebt werden.Process for producing a composite foam according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the first foam layer (1) and the second foam layer (2) are each produced separately and then glued together. Verwendung des Verbundschaumstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Schalldämmung.Use of the composite foam according to one of claims 1 to 4 for sound insulation. Schalldämmelement, umfassend einen Verbundschaumstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.A sound insulating member comprising a composite foam according to any one of claims 1 to 4.
DE102011009397A 2011-01-25 2011-01-25 Composite foam, useful for soundproofing, comprises first foam layer comprising polysulfone foam and second foam layer comprising melamine-formaldehyde foam Withdrawn DE102011009397A1 (en)

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